基于计算机图形图像的牙体修复制品表面特征提取方法与流程

文档序号:21732640发布日期:2020-08-05 01:27阅读:来源:国知局

技术特征:

1.基于计算机图形图像的牙体修复制品表面特征提取方法,其特征在于,包括如下步骤:

s1采用3d扫描仪以非接触式蓝光对牙体进行扫描,生成完整的牙模三维数据,并输出stl三维图像;

s2基于所述stl三维图像,采用正交投影的方式获取二维图像,并对二维图像进行预处理;

s3基于fast算法对预处理后的图像进行特征点提取。

2.如权利要求1所述的基于计算机图形图像的牙体修复制品表面特征提取方法,其特征在于,在所述步骤s2的正交投影中,选择近裁剪平面作为投影平面,则所述stl三维图像中的点投影之后的x和y不变,z=-n,所述stl三维图像中的点p在正交投影后得到p’,其中,

在z方向上构建cvv,使得当z在近裁剪平面时,az+b=-1,当z在远裁剪平面时,az+b=1,继而得出a和b,

通过得出的a和b反推正交投影矩阵,如下:

其中,n表示近裁剪平面到相机平面的距离,f表示远裁剪平面到相机平面的距离,p表示stl三维图像中的一个点,p’表示p点投影之后的点,

基于上述正交投影矩阵,得到stl三维图像投影下的牙模图像,并能够保存牙模的完整轮廓和结构。

3.如权利要求2所述的基于计算机图形图像的牙体修复制品表面特征提取方法,其特征在于,在所述步骤s2中,对二维图像的预处理包括:

s201通过分量法运算对获得的牙模二维图像进行灰度化:

f1(i,j)=r(i,j)f2(i,j)=g(i,j0f3(i,j)=b(i,j)

其中,fk(i,j)(k=1,2,3)表示转换后的牙模的灰度图像在(i,j)处的灰度值;

s202采用大律法对二维图像进行阈值分割,利用阈值将原图像分成背景区域和目标牙模区域两个部分,然后计算该最大类间方差的最佳阈值以使得两区域的区别度最大,

t=maxδ2=max|ωa(μa-μ)2+ωb(μb-μ)2|

其中,t表示分割阈值,μa表示目标牙模区域a的灰度均值,μb表示背景区域b的灰度均值,μ表示牙模图像的整体均值,ωa为区域a的概率,ωb表示区域b的概率,δ2表示目标牙模区域a和背景区域b的类间方差;

s203对分割后的目标牙模灰度图进行边缘检测,得到图像的轮廓;

s204对步骤s203中获得的图像轮廓采用局部搜索方法获得局部最优解。

4.如权利要求3所述的基于计算机图形图像的牙体修复制品表面特征提取方法,其特征在于,所述步骤s203的目标牙模灰度图的边缘检测包括:

s2031通过高斯平滑去除图像数据的噪声;

s2032从所述步骤s2031处理后的图像生成图像中每个点的亮度梯度图以及亮度梯度的方向;

s2033根据所述每个点的亮度梯度图和亮度梯度的方向,使用滞后阈值跟踪经过步骤s2032处理后的图像边缘,基于局部目标特征提取边缘作为目标牙模图像的轮廓。

5.如权利要求4所述的基于计算机图形图像的牙体修复制品表面特征提取方法,其特征在于,所述步骤s204包括:

s2041给定初始解s,定义t个邻域,记为n_k(k=1,2,3......m),i=1;

s2042使用邻域结构n_i(即n_i(s))进行搜索,如果在n_i(s)里找到一个比s更优的解s′,则令s=s′,i=1;

s2043如果搜遍邻域结构n_i仍找不到比s更优的解,则令i++;

s2044如果i≤t,则回到步骤s2042;

s2045输出最优解s。

6.如权利要求5所述的基于计算机图形图像的牙体修复制品表面特征提取方法,其特征在于,在所述步骤s3中,以最优候选特征点p为圆心,半径为r定义圆,如果存在连续并且足够多的像素点灰度值,且大于或小于中心点灰度值的一定阈值,则该点选作角点。

7.如权利要求6所述的基于计算机图形图像的牙体修复制品表面特征提取方法,其特征在于,以待检测像素点p点位于中心,检测点邻域是以p为中心、半径为3的像素值,圆周的像素用1~16顺时针标注,将圆周上的1~16个像素点分为如下3类:

其中,ip表示p点的像素值,ip→i表示圆周上第i个像素点,n表示一个参数,得到的结果sp→i有3种取值,d表示比检测点暗,s表示与检测点相似,b表示比检测点亮,

首先检测第1和第9两个像素点,如果都为相似,则不把该点选择为候选点,其次检测第5和第13两个像素点,若以上4个值中有3个值都是暗或亮,则将此点作为候选点,继续计算其它像素值,如果检测的16个点中有至少9个连续为暗或者亮,则该点确定为特征点,最终达到快速提取切嵴、尖牙的目的。


技术总结
本发明提出的基于计算机图形图像的牙体修复制品表面特征提取方法,包括:采用3D扫描仪以非接触式蓝光对牙体进行扫描,生成完整的牙模三维数据,并输出STL三维图像;基于STL三维图像,采用正交投影的方式获取二维图像,并对二维图像进行预处理;基于FAST算法对预处理后的图像进行特征点提取。该方法能准确、快速的提取牙体表面特征,解决了正畸治疗中一直存在的技术问题。

技术研发人员:刘大鹏
受保护的技术使用者:南京佳和牙科技术有限公司
技术研发日:2020.04.10
技术公布日:2020.08.04
当前第2页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1